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『宇宙で一番美しい周期表入門』題名に魅かれ手にした1冊。一見難しそうだが、視点を変えると面白くなる。レアメタル、人体の必須元素など、気になる話題に意外な発見。お薦めです。

■宇宙で一番美しい周期表入門■


“宇宙で一番美しい”と表現された題名に魅かれ手にした1冊。
社会人になってから、これほど手にするとは、思いもよらなかった【周期表】。決して、化学だの物理だのが得意ではないが、自然科学に関係ある仕事や、書籍を読んでいると、何かにつけ手にすることになる。

桜井弘氏の名著『元素111の新知識』も長年本棚に並び、植物の生理、酵素反応、毒素、など事あるごと確認する事典のような存在。年代測定の【炭素14】、体内の放射性【カリウム40】、人体中の元素濃度と【必須微量元素】など調べるにつれ興味が湧き面白くなる。周期表から教えられることが増えるにつれ、その実用性を感じていたが、“宇宙で一番美しい”と表現され、“ヘェー”という感じでまた見直した。

レアメタル、フロンガス、CO2と社会ニュースのキーワードになる物質も多くあり、気になりだすと手にする便利な事典。web検索もいいが、断片的な情報となりがちで、やはり物足りなくなる。記載されている内容コメントに、日常と関連した記事が多いことも気に入っている理由の一つ。

基本の電子軌道、殻などもわかりやすく解説されていて、うろ覚えの記憶を上書きしてくれる。【レアメタル】一つとっても、分かったようでいてその実よく分かっていなかったが、なんのことはない、この書に「【レアメタル】の基準はいい加減で…」と書かれている。

一見難しそうで、とっつきにくい新書に見えるが、視点を変えるとナカナカ、ドウシテ面白くなる。
【周期表】を見ながら、この世界よくできたものだ!くらいに感心してみてはいかがでしょうか。
お薦めです!



★詳細はこちら↓

宇宙で一番美しい周期表入門

宇宙で一番美しい周期表入門

価格:840円(税込、送料別)

小谷太郎(こたに・たろう)著
2007.12.05. 第一刷
青春出版社 青春新書 PL-187



★★★☆☆ 難易度
★★★★☆ 蘊蓄度
★★★★★ お勧め指数
★★★★★ 保存版
★★★★☆ 編集、構成
★★★★★ 総合評価



   ★関連推薦書籍 ⇒     ■元素111の新知識■

元素111の新知識第2版

元素111の新知識第2版

価格:1,260円(税込、送料別)

桜井弘(さくらい・ひろむ)著
2009.01.20. 第一刷
株式会社 講談社
ブルーバックス B-1627


★★★☆☆ 難易度
★★★★★ 蘊蓄度
★★★★★ お勧め指数
★★★★★ 保存版
★★★★★ 編集、構成
★★★★★ 総合評価






 ◆《感銘・共感・知見の一文》◆

◎【レアメタル】 ★Keyword=【希土類:rare earth elements(レア・アース)】 P72 
 【レアメタル】の表がある。経済産業省や石油天然ガス・金属鉱物資源機構は、31種の金属を【レアメタル】に挙げている(2007年現在)。
★【希土類(レア・アース)】の17種はまとめられているので、元素の種類としては47種になる。
【レアメタル】の基準はいい加減で、存在量の少ない【イリジウム】【オスミウム】が含まれず、存在量は多いが産出量の少ない【チタン】【マンガン】は含まれている。単体での抽出が難しい【ニオブ】【タンタル】【ジルコニウム】【ハフニウム】も含まれている。

 「偏在している【レアメタル】」P78
【バナジウム】【クロム】【マンガン】【コバルト】【ニッケル】【モリブデン】【タングステン】の7元素が備蓄されている。
・【バナジウム:V】鉄鋼に添加し、靭性(じんせい)耐熱性を増す。
  ロシア、南アフリカ、中国の3国で埋蔵量の100%を保有。
・【クロム:Cr】ステンレス、メッキの材料。
  南アフリカ、カザフスタン、ジンバブエの3国で埋蔵量の96%を保有。
・【コバルト:Co】特殊鋼、磁性体、超硬合金、触媒など。
  埋蔵量の50%はコンゴに、上位5カ国で90%を保有。
・【ニッケル:Ni】ステンレス、メッキ、電池、触媒、磁性体、合金など用途が広い。
  上位6国で75%。
・【モリブデン:Mo】鉄鋼、特殊鋼に添加し、高硬度、耐熱性、耐食性を改善。
  50%はアメリカに、上位5国で90%。
・【マンガン:Mn 】鋼の強度改善、乾電池。
  地下資源の50%が南アフリカに、それを凌ぐ量が【マンガン塊】として海底にある。
・【タングステン:W】超硬合金、特殊合金、フィラメント、触媒など。
  50%が中国に、上位4国で75%。

 【希土類:rare earth elements(レア・アース)】 ★Keyword=【内殻電子】 P82 
周期表3族の【スカンジウム:Sc】【イットリウム:Y】と【ランタノイド】15種、合計17種の元素。
★【アクチノイド】も外殻電子配列が【希土類】に似ているが、放射性元素のため、【レアメタル】【希土類】どちらにも入らない。【ランタノイド】はあまりによく似ているため、単体としての分離が難しい。
用途は、【内殻電子】の性質が利用されることが多い。強力な磁石になるかは、内側【4f 軌道】の電子も加わるため。励起状態から、元に戻る際に光を放出【蛍光現象】にも、【4f 軌道】の電子が関与する。
★このように【内殻電子】の特性を利用することが【希土類】の真価。



◆《ポイントひろい読み BEST 3》◆

◎「元素の発見から【周期表】誕生まで」
 「元素発見の歴史」P12
18世紀までに知られた元素は14種。18世紀中に新たに14種、19世紀初頭に19種、その後数年に1種のペースで発見され、1868年には合計60ほどの元素が知られるようになる。
★1868年は、メンデレーエフの【周期表】が誕生した年。

 【周期表】P15
【ドミトリ・イヴァノヴィッチ・メンデレーエフ】(1834^1907)は、元素の並べ方、配列に規則性を見出し、【周期表】が誕生する(1868年)。
【原子量】(原子の質量)と【原子価】(他の原子と結び付く“手”の数)に着目した。そして、表をつくると空欄が見つかる。ここに未発見の元素が来ると予言し、後に予言どおりに1875年に【ガリウム】、1879年に【スカンジウム】が発見され、メンデレーエフの名声が一気に高まることになる。

 この周期表から150年ほど経過し、現在は【原子量】ではなく【原子番号】(陽子の数)の順に並べられている。
★当時まだ【陽子】は知られていない。元素の化学的性質は、質量ではなく電子の数によるため【原子番号】で区分したほうが合理的。

 最初の【周期表】は63種の元素、その後、111種の元素が知られている(2007年現在)。
★【原子価】は外殻電子の配置で決まるため、縦列は同じ配置の元素が並ぶことになる。【ランタノイド】【アクチノイド】は外殻電子が同じ15個の元素になるため、ここに入る元素は“付けたし”の形の表になる。


○「元素の基礎知識」
 原子の構造
電子軌道の半径1/10の10乗m程度
原子核の半径:電子軌道の半径のさらに1/10の5乗 ⇒ 1/10の15乗m

 電子軌道のルール
電子の【軌道】は、角運動量の小さい順に、s、p、d、f、(これ以降はアルファベット順にg、h、・・・)と呼ばれる。【s軌道】は2個の電子、【p軌道】は6個、【d 軌道】は10個、と4個ずつ増えていく。
★sは[sharp(鋭い)],p[principle(主要な)],d[diffuse(広がった)],f[fundamental(基本の)]で、アルカリ金属のスペクトル上の輝線の呼称。
電子のつくる【殻】は、内側から、K殻,L殻,M殻とアルファベット順になる。1番目の殻は【s軌道】、2番目は【s軌道】【p軌道】、と1つずつ増えていく。(n番目の殻には 2×n2乗の電子が収容できる)
★「【殻】は【軌道】の集まり、【軌道】は【電子】の席」この表現が分かりやすい!

 軌道順におさまらない【電子】
原子番号19の【カリウム】の【電子】は、3番目の【殻】の【3d 軌道】に空席があるのに、【4s 軌道】に納まる。エネルギーは、こちらの方が低いためで、【カルシウム】で【4s 軌道】が埋まってから【スカンジウム】から【3d 軌道】に【電子】が入り始め、【銅】でここが埋まることになる。
★このへんがヤヤコシイところ!【ランタノイド】【アクチノイド】の【外殻電子】同様分かりにくい部分。

○「宇宙の始まりに存在した元素」P124
137±2億年前、【ビック・バン】時に【水素:H】の存在量は75%、【ヘリウム:He】を加えると98%を2つの元素で占めてしまう。
【リチウム:Li】は【周期表】の左端に位置する【アルカリ金属】で、【ナトリウム:Na】【カリウム:K】【ルビジウム:Rb】【セシウム:Cs】【フランシウム:Fr】がある。
宇宙初期には、【リチウム】が唯一の【アルカリ金属】。水と反応して燃えるほど、反応性が高い。リチウム電池は、ニッケル水素電池に比べ、同じ体積で2倍近いエネルギーを蓄積できるが、存在量が少なく、ナトリウムの1/1000程度。



◆《チェックポイント》◆
ここは少し上級編、ひろい読み編が気に入ったら次はこちらで、チョット深読みしてはいかがでしょうか。

◎「生命活動と元素」P93
【ヒ素:As】周期表で【リン:P】の下に位置し、化学的性質が似ている。リンに代り反応してしまうため生命にかかわることになる。
【水銀:Hg】メチル水銀のように有機化合物になると、毒性を発揮する。脳に達し神経症状を起こす。
【セレン:Se】不足すると成長不良、多いと方向感覚を失う。【過酸化グルタチオン酵素】に4個のセレン原子が含まれ、不足すると心不全につながると思われる。
【亜鉛:Zn】100種以上の酵素反応に関わる。不足すると、味覚障害、肝臓障害、皮膚炎がおこる。

◎「人体中の元素濃度と【必須微量元素】」 ★Keyword=【必須微量元素】 P105
 多量元素
【酸素:O 】                65.0%
【炭素:C 】                18.0%
【水素:H 】                10.0%
【窒素:N 】                  3.0%
【カルシウム:Ca】          1.5%
【リン:P 】                     1.0%
・小計 ―――――――( 98.5%)
★上位の4元素で 96%、6元素で 98.5%、人体中のほとんどを占めている。

 少量元素
【硫黄:S 】 ――――-0.25%
【カリウム:K 】 ――--0.20%
【ナトリウム:Na 】 ―-0.15%
【塩素:Cl】 ――――-0.15%
【マグネシウム:Mg】 0.15%
・小計――――――――( 0.90%) 
上位の6元素に、この5種の少量元素を加えると 99.4%を占め、残りは僅かに 0.6%

 微量元素(体重70キロでの存在量)
【鉄:Fe】 ―――――-: 6g/70kg
【亜鉛:Zn 】 ―――-: 2g/70kg
【マンガン:Mn 】 ――:0.1g/70kg
【銅:Cu 】 ―――-―:0.08g/70kg

 超微量元素(1.5^12mg/70kg程度)
【セレン:Se】【ヨウ素:I】【モリブデン:Mo】【クロム:Cr】【コバルト:Co】
★人において必須性が認められている微量元素(元素111の新知識:ブルーバックス B-1627)




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Dr.kusaichi

Author:Dr.kusaichi
日頃より、身近な科学に興味があり、新書などいろいろ読み漁り、また読み耽っています。
そんな中から、選りすぐりのお薦め書籍をご紹介します。

植物の本、昆虫、小動物、菌類からウィルスまでいろいろ登場予定。
科学の本 身近で分かりやすく、肩の凝らない本が中心。
最近話題の本も登場、その他 私の勝手にいろいろ出てきそうです。
気軽に楽しんでいただけると幸いです。

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